Plus on s'intéresse au monde des filaments et à la possibilité de les utiliser dans divers secteurs et industries, plus on pense souvent à la "résistance" chimique. Le domaine de la recherche sur cet aspect n'est pas encore développé et certaines expériences sont longues à mener.
La résistance chimique est la résistance à un changement à long terme de l'environnement de travail, qui passe de neutre à "nocif". Par conséquent, l'interprétation de la signification du mot "long terme" donne lieu à de nombreux litiges. Parle t'on de quelques heures ou de dizaines d'heures ? Devrions-nous effectuer des tests sur plusieurs semaines, voire plusieurs années ? Par exemple, l'une des questions auxquelles il n'y a pas de réponse claire est de savoir pendant combien de temps le fonctionnement en environnement humide affectera les impressions, en gardant à l'esprit et en connaissant la tendance des filaments à être hygroscopiques. Mais ce n'est pas ce que je vais faire aujourd'hui. Dans une courte publication, je décrirai les filaments qui montrent une "résistance" aux produits chimiques. J'essaierai également d'expliquer s'il existe une différence entre le filament et l'impression qui en a été faite.
Filaments 3D résistants aux produits chimiques
Certains d'entre vous se demandent peut-être pourquoi les filaments peuvent se comporter différemment des impressions. Explication : lors du processus d'impression, ils sont soumis à une température et une pression élevées, ce qui modifie directement leur structure interne et certaines propriétés. D'après les recherches, on peut clairement affirmer que le traitement du processus d'impression affecte le filament primaire, qui présente une résistance inférieure à celle de l'impression réalisée à partir de celui-ci.
Parmi les nombreux aspects de la résistance chimique, celui qui est responsable de la résistance à l'action des alcools et des acides est le plus important. Ce sont les deux éléments les plus fréquents dans l'environnement et qui déterminent l'utilisation et l'application d'un filament et d'une impression donnés. " Les superfilaments" sont ceux qui ne modifient pas leurs dimensions, leur consistance et leurs propriétés dans les environnements alcooliques et acides. Ces filaments sont le PP, le PPS (également le PPSU), le PAEK (PEEK, PEKK) et le PEI.
Impression 3D en polypropylène
Le matériau le plus "facile" à imprimer à partir de ce qui précède est le PP, c'est-à-dire le polypropylène. Toutefois, il nécessite l'utilisation de solutions industrielles courantes dans les imprimantes très professionnelles et d'adhésifs personnalisés. Il s'agit d'un filament caractérisé par une flexibilité et une durabilité élevées, et en même temps, même un changement à long terme de l'environnement de travail n'affecte pas sa résistance chimique et ses dimensions. Le polypropylène est le matériau le plus courant dans la production de bouteilles ou autres contenants. Il est de plus en plus souvent utilisé dans la production d'orthèses, de conteneurs de laboratoire, mais aussi d'éléments exposés à un impact à long terme, par exemple un changement de l'environnement naturel, et utilisé dans la production de pièces automobiles telles que les pare-chocs ou les capots. Comme il est neutre au contact des aliments, il est largement utilisé dans l'industrie alimentaire.
Une autre solution de filament intéressante est le PPS ou PPSU, c'est-à-dire le polyphénylène sulfure. Il s'agit d'une alternative bien connue au PEEK et de plus en plus utilisée, qui possède de très bonnes propriétés adhésives entre les couches, ce qui influe sur sa résistance dans chaque axe. L'offre d'Omni3D comprend, par exemple, le Thermec Zed, qui représente ce groupe de filaments, et qui ne se dissout dans aucune substance à des températures inférieures à 200°C. Il est utilisé dans la production de réservoirs dans lesquels sont déposées des substances "agressives". En tant qu'alternative beaucoup moins chère que le PEEK, on le trouve dans l'industrie automobile (réservoir de liquide de frein), dans l'automatisation en tant que partie des lignes de production, mais aussi de plus en plus souvent utilisé dans l'industrie électronique, par exemple comme "Heatbreak". Contrairement à de nombreux filaments, les impressions en PPS (PPSU) se caractérisent par une très faible absorption d'humidité.
Impression 3D de ThermecZED avec Factory 2.0
Impression 3D avec PEEK - résistance mécanique, chimique et thermique
La famille PAEK est un groupe de filaments industriels avec des paramètres de résistance accrus. On parle alors de polyaryléthercétone. Le PEEK appartient à cette famille. C'est l'un des filaments les plus durables utilisés aujourd'hui et le choix de prédilection de nombreuses industries. Son nom chimique est PoliEtherEtherKeton. En plus de ses excellentes propriétés mécaniques, il est ignifuge et extrêmement résistant aux agents chimiques. Les inconvénients du PEEK sont ses conditions d'impression : dans la plupart des cas nous devons utiliser un traitement post-processus à haute température, et un refroidissement rapide pendant le processus d'impression, ce qui affecte considérablement la différence de résistance dans différents axes (en particulier, l'adhésivité entre les couches). Une alternative au PEEK est le PEKK, c'est-à-dire PoliEtherKetonKeton. Les impressions réalisées à partir de ce filament se caractérisent par une résistance similaire, bien que moindre, à celle du PEEK, mais ne nécessitent pas de traitement thermique post-processus coûteux et de longue durée (chauffage dans un four à haute température) et sont beaucoup plus faciles à imprimer. Ce qui ne signifie pas que tout le monde peut les imprimer : les éléments indispensables de son traitement sont une température d'extrusion élevée et une chambre entièrement chauffée. Le Omni3D PEKK-A que nous pouvons trouver dans l'offre est un excellent exemple.
Le dernier groupe est constitué de filaments de la famille PEI, c'est-à-dire des polyétherimides. Des filaments extraordinaires, souvent désignés comme ceux qui changent les règles du jeu et font passer l'impression 3D au niveau supérieur. Ils se caractérisent non seulement par une très grande résistance chimique, même à des températures bien supérieures à 200°C, mais aussi par une résistance à l'abrasion et une ininflammabilité. Pour les filaments de ce groupe, les domaines d'application sont les plus vastes : de la médecine à l'automobile en passant par l'industrie aérospatiale. Les acides ou alcools pour les impressions en Ultemu (PEI) sont "neutres" ou presque.
En résumé, si la résistance aux produits chimiques est la plus importante pour vous, vous devez tenir compte de l'environnement et de la durée pendant lesquels votre impression sera affectée. Vous ne travaillez pas à haute température, mais l'interaction des acides et des alcools est un élément important - choisissez le PP - son faible coût et son impression relativement facile vous donneront entière satisfaction. Si vous recherchez un filament très durable et dur, choisissez le PPS (PPSU), par exemple Thermec Zed (voir l'étude de cas Volkswagen avec ThermecZed).
Si vous voulez plus et que le coût n'a pas d'importance, vous devriez choisir l'une des familles PAEK ou PEI. La résistance chimique, associée à d'autres propriétés, est ce qui peut amener votre projet à un niveau supérieur.